(57)【要約】【課題】薄層塗布、特に湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布の場合でも塗布層面に段状塗布ムラが発生しないようにすることができる。【解決手段】サクションドラム１６を基準ドライブとして搬送されるウエブ１２に、コーティングローラ１８を有する塗布機２０で塗布液を薄層塗布する塗布装置１０において、サクションドラム１６及びコーティングローラ１８を回転駆動するモータを多極モータ３２にすると共に、該多極モータ３２でサクションドラム１６及びコーティングローラ１８をダイレクトドライブする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードローラを基準ドライブとして搬送されるウエブに、コーティングローラを有する塗布機で塗布液を薄層塗布する塗布方法において、
前記コーティングローラ位置での前記ウエブの搬送送りムラを０．５％以下にすることを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記薄膜塗布の塗布膜厚は湿潤状態で２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１の塗布方法。
【請求項３】
フィードローラを基準ドライブとして搬送されるウエブに、コーティングローラを有する塗布機で塗布液を薄層塗布する塗布装置において、
前記フィードローラ及び前記コーティングローラを回転駆動するモータを多極モータにすると共に、該多極モータで前記フィードローラ及び前記コーティングローラをダイレクトドライブすることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
前記多極モータは８極以上のサーボモータ又はインバータモータであり、多極モータの出力軸の最高回転数が前記ウエブの最大搬送速度を上回るように極数が設定されていることを特徴とする請求項３の塗布装置。
【請求項５】
前記フィードローラの径方向の振動幅を３０μｍ以下にすると共に、前記フィードローラから前記コーティングローラまでに配置されたパスローラの径方向の振動幅を５０μｍ以下にすることを特徴とする請求項３又は４の塗布装置。
【請求項６】
前記フィードローラの回転周速を１００としたときに、前記フィードローラの下流側に位置するコーティングローラの回転周速比が１００．０１〜１０１．０の範囲になるようにドロー制御することを特徴とする請求項３〜５の少なくとも１の塗布装置。
【請求項７】
前記コーティングローラはテンデンシーローラ構造であると共に、該コーティングローラの回転軸の回転数をローラ本体部の回転周速に換算した値で前記回転周速比を表したときに、該回転周速比が１００．１〜１２０の範囲になるようにドロー制御することを特徴とする請求項６の塗布装置。
【請求項８】
前記フィードローラ及び前記コーティングローラに用いる多極モータには１回転当たり５万パルス以上の高分解能な検出器を設け、前記検出器の検出結果に基づいて前記多極モータを速度制御又は位置決め制御を行うことを特徴とする請求項６又は７の塗布装置。
【請求項９】
前記フィードローラ及びコーティングローラの回転軸と前記多極モータの出力軸は高ネジレ剛性のカップリングで連結されていると共に、使用トルクをＣとし、前記カップリングのネジレ剛性をＤとしたときに、Ｃ／Ｄが１×１０−４度以下であることを特徴とする請求項３〜８の何れか１の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布方法及び装置に係り、特に走行するウエブに塗布液を高精度で薄層塗布することが要求される高機能性フィルムを製造するのに好適な塗布方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サクションドラム等のフィードローラを基準ドライブとして搬送されるウエブに、コーティングローラを有する塗布機で塗布液を塗布する塗布装置においては、サクションドラムやコーティングローラの回転速度とウエブの搬送速度とを一致させるために、サクションドラムやコーティングローラとモータとの間に減速機（ウオーム減速機、遊星ローラ減速機、サイクロ減速機等）や歯車・ベルトプーリーを介在させている。減速機を備えた従来のサクションドラム１６やコーティングローラ１８の駆動方式は、図７に示す２通りの方式が主として行われていた。図７（ａ）はモータ１の回転速度を減速機２で減速し、減速した回転を歯車・ベルトプーリー３、３でサクションドラム１６とコーティングローラ１８との両方に伝達する方式である。図７（ｂ）は、サクションドラム１６とコーティングローラ１８とのそれぞれにモータ１と減速機２を設けて別個に駆動する方式である。
【０００３】
しかし、従来の駆動方式の場合、例え精密級の減速機を使用したとしても減速機内のウオームギアピッチのガタやバックラッシュ、遊星ローラの滑り、ベルトの伸縮等によってウエブの搬送に搬送送りムラが発生し、塗布層面にはウエブ走行方向に段状の塗布厚みムラ（以下「段状塗布ムラ」という）が発生してしまうという問題がある。更に、減速機や歯車・ベルトプーリーの固有振動数によりサクションドラムやコーティングローラに搬送送りムラが発生してしまう場合もある。
【０００４】
従って、特に、写真感光乳化液、磁性液、反射防止性や防眩性を有する液、視野角拡大性を有する液、カラーフィルター用顔料液、表面保護液等の塗布液をウエブに塗布して高機能フィルムを製造する塗布装置のように、湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布で且つ塗布層面性状に厳しい平坦性が要求される場合には、ウエブが搬送される搬送送り精度に塗布精度が影響され易く、送り精度が悪いと段状塗布ムラが発生し易い。そして、湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄膜の場合、塗布工程後の乾燥工程でのレベリング作用による塗布層面の平坦化も期待できないので、段状塗布ムラがそのまま最終製品に残ってしまう。
【０００５】
特許文献１には、回転揺れ精度が１μｍ以下となるように、玉軸受とコロ軸受とからなるハウジングをコーティングローラの軸受に嵌合した後、コーティングローラ表面を研削したコーティングローラ装置が開示され、これによりコーティングローラの回転揺れによるウエブ搬送送りムラを防止することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、バックアップローラ（コーティングローラ）の回転速度変動を±３％以内にする塗布装置が開示され、回転速度変動を小さくするために高精度のモータや、減速機のギヤにバックラッシュが極力小さいものを使用したり、自動的にバックラッシュを調整できるシステムを提案している。また、バックアップローラの表面を清掃する清掃手段や、バックアップローラとウエブとを密着させるニップローラ、表面が吸引されるバックアップローラ等を提案している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３３６７５６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００―２２５３６８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１や特許文献２を実施しても薄層塗布、特に湿潤膜厚で２５μｍ以下の薄層塗布では段状塗布ムラを解消することはできないという問題がある。即ち、特許文献１の場合、コーティングローラの回転揺れによる送りムラの発生は防止することはできるが、減速機に起因するガタ、バックラッシュ等によるウエブの搬送送りムラを防ぐことはできない。また、特許文献２を実施することで、薄層塗布の目標湿潤膜厚が１４０μｍ程度の場合には段状塗布ムラの発生を防止できても、本出願での目標湿潤膜厚である２５μｍ以下の場合、特許文献２では不十分である。その結果、従来の塗布装置では、コーティングローラ位置での搬送送りムラは１〜５％程度が通常であり、且つ塗布速度の範囲も制約され、高速で塗布するように設計すると、低速３０％以下では搬送送りムラが悪化する等の問題が生じる。例えば、最高塗布速度が１００ｍ／分の塗布装置であると、サクションドラム１６及びコーティングローラ１８の駆動系モータの最高回転数を１８００ｒｐｍとすると、１８００ｒｐｍに近い回転数になるように駆動系を設計する。駆動モータの制御精度は通常±１ｒｐｍであるので、最高回転数での制御精度は０．１１％（２／１８００）であり、モータの制御精度的には問題ないレベルである。しかし、低速域で塗布する製造品種が３０ｍ／分以下である場合、駆動モータの回転数は５４０ｒｐｍとなる。その際の制御精度は０．３７％（２／５４０）となり駆動モータ系の制御ムラが増大して、その結果塗布ムラになることが多い。従って、特に湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布が要求される機能性フィルムの製造の塗布装置としては十分ではなかった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、薄層塗布、特に湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布の場合でも塗布層面に段状塗布ムラが発生しないようにすることができる塗布方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、薄層塗布、特に湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布における段状塗布ムラの発生とウエブ搬送における搬送送りムラとの関係を調べたところ、コーティングローラ位置でのウエブの搬送送りムラを０．５％以下、好ましくは０．３％以下にすることで塗布層面の段状塗布ムラの発生を顕著に抑制できるとの知見を得た。
【００１２】
搬送送りムラとは、塗布ラインを運転すると、ウエブ搬送の設定基準速度に対して＋方向又は−方向に変動してウエブが搬送される。この時の速度変動分を搬送送りムラと称し、その大きさを％で表わす。即ち、一定時間内に搬送ウエブの速度を計測して、次の式で表される。
【００１３】
【数１】［（最大速度−最小速度）／（設定基準速度）］×１００（％）
ウエブ搬送速度の測定は、接触式や非接触式があり、接触式としては例えばロータリーエンコーダを使用することができ、非接触式としては例えばレーザ速度計をＦＦＴアナライザーに接続することで測定することができる。
【００１４】
ところで、ウエブの搬送送りムラが０．５％を超える要因を調べたところ、次の３点が主たる要因であることが分かった。１つ目は、ウエブ搬送の基準ドライブとなるフィードローラとそれを駆動するモータの間、或いは塗布機のコーティングローラとそれを駆動するモータとの間に介在させている減速機によるギアのガタやバックラッシュに由来する搬送送りムラ。２つ目はフィードローラ及びパスローラの径方向の振動に由来する搬送送りムラ。３つ目はウエブ搬送におけるウエブの搬送弛みに由来する搬送送りムラ、である。
【００１５】
そして、減速機に由来する搬送送りムラを小さくするには、フィードローラやコーティングローラを回転駆動するモータを多極モータにすると共に、該多極モータでフィードローラ及びコーティングローラをダイレクトドライブすることで解決できることが分かった。即ち、多極モータの極数を適切に設定することにより減速機を介さずに所望のウエブ搬送速度を得ることができ、しかもモータの回転動力が直接フィードローラやコーティングローラに伝達されるので、従来の減速機に起因する搬送送りムラを防止できる。ここで重要なことは、フィードローラとコーティングローラの両方をダイレクトドライブすることである。フィードローラとしては、ウエブを吸着搬送するサクションドラムやウエブを駆動ローラと従動ローラとで挟持搬送するニップローラを好適に使用できる。
【００１６】
また、フィードローラ及びパスローラの径方向の振動に由来する搬送送りムラを小さくするには、フィードローラの径方向の振動幅を３０μｍ以下にすると共に、フィードローラからコーティングローラまでに配置されたパスロールの径方向の振動幅を５０μｍ以下にすることが有効であることがわかった。この場合、コーティングローラの径方向の振動幅は従来のように１〜５μｍ以下に抑えることは同様である。
【００１７】
更に、ウエブの搬送弛みに由来する搬送送りムラを防止するには、フィードローラの下流側に設けられたコーティングローラをドロー制御することが有効であり、フィードローラの回転周速を１００としたときに、コーティングローラを回転周速比が１００．０１〜１０１．０になるようにドロー制御することが有効であるとの知見を得た。
【００１８】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。
【００１９】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、フィードローラを基準ドライブとして搬送されるウエブに、コーティングローラを有する塗布機で塗布液を薄層塗布する塗布方法において、前記コーティングローラ位置での前記ウエブの搬送送りムラを０．５％以下にすることを特徴とする。
【００２０】
これにより、薄層塗布、特に湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布の場合でも塗布層面に段状塗布ムラが発生しないようにすることができる。
【００２１】
本発明の請求項２は請求項１において、薄膜塗布の塗布膜厚は湿潤状態で２５μｍ以下であることを特徴とする。これは、薄膜塗布の塗布膜厚が湿潤状態で２５μｍ以下では、塗布の後工程の乾燥工程でのレベリング作用による塗布層の平坦化を期待できにくく、塗布時において塗布層の平坦化を達成しておく必要があるためである。
【００２２】
本発明の請求項３は前記目的を達成するために、フィードローラを基準ドライブとして搬送されるウエブに、コーティングローラを有する塗布機で塗布液を薄層塗布する塗布装置において、前記フィードローラ及び前記コーティングローラを回転駆動するモータを多極モータにすると共に、該多極モータで前記フィードローラ及び前記コーティングローラをダイレクトドライブすることを特徴とする。このように、フィードローラ及びコーティングローラの両方を多極モータでダイレクトドライブするようにしたので、従来のフィードローラやコーティングローラに備わっていた減速機に由来する搬送送りムラを確実に防止できる。フィードローラとコーティングローラの両方をダイレクトドライブする理由は、コーティングローラの表面は略鏡面状態であるため、ウエブを保持する保持力はない。この為、コーティングローラをダイレクトドライブすることにより、高精度に均一回転させても外乱等によりウエブ搬送速度変動が生じると、コーティングローラでウエブ搬送速度変動を修正することはできない。従って、基準ドライブであってウエブを保持する保持力のあるフィードローラをダイレクトドライブすることが必要になる。一方、フィードローラだけをダイレクトドライブしてもコーティングローラに搬送送りムラを発生させる要因（例えば従来の減速機）があると、コーティングローラ位置での搬送送りムラが発生してしまう。フィードローラとコーティングローラの両方をダイレクトドライブすることで、両方を高精度に均一回転させることが必要である。
【００２３】
本発明の請求項４は請求項３において、前記多極モータは８極以上のサーボモータ又はインバータモータであり、多極モータの出力軸の最高回転数が前記ウエブの最大搬送速度を上回るように極数が設定されていることを特徴とする。これは、フィードローラやコーティングローラを駆動するトルクや回転精度を上げるためには８極以上の多極を有するサーボモータやインバータモータが好適であり、多極モータの出力軸の最高回転数がウエブの最大搬送速度を上回るように極数を設定することで減速機を用いなくても所望のウエブ搬送速度を得ることができるためである。また、多極モータは８極以上のものを使用しており、極数を変更することにより最大回転数を変更することができるため、低速域において発生し易い速度ムラによって発生する搬送送りムラを防ぐことができる。従って、１つの多極モータで広範囲にわたる速度でウエブ搬送を行っても、搬送送りムラの少ない安定したウェブ搬送を行うことができる。多極モータでのウエブの搬送速度の好ましい速度範囲としては、３〜１６０ｍ／分であり、好ましくは３０〜１００ｍ／分である。
【００２４】
本発明の請求項５は請求項３又は４において、前記フィードローラの径方向の振動幅を３０μｍ以下にすると共に、前記フィードローラから前記コーティングローラまでに配置されたパスロールの径方向の振動幅を５０μｍ以下にすることを特徴とする。これにより、フィードローラやパスローラのロール径方向の回転振れに由来する搬送送りムラを小さくすることができる。この場合、ウエブを支持するコーティングローラの径方向の振動は直接塗布厚みムラの原因になるので、従来からも種々の改良がなされてきた。しかし、ロール径方向の振動に由来する搬送送りムラの観点から見ると、コーティングローラの径方向の振動だけを１〜５μｍ以下に抑えても十分な効果を得ることはできず、ウエブ搬送の基準ドライブを行うフィードローラ及びフィードローラからコーティングローラまでに配置されたパスローラの振動を小さくすることが重要になる。従って、フィードローラ及びコーティングローラの両方のロール径方向の振動を小さくすることが必要であり、フィードローラ及びコーティングローラをダイレクトドライブにして、モータとローラとの間に減速機や歯車・ベルトプーリー等の動力伝達部材を介在させないことでロール径方向の振動を顕著に改善できる。この他にも、ロール径方向の振動を小さくするには、ロールの円筒度や真直度の精度向上、軸受の精度向上、更には、フライホイール、油圧フリクション装置等の回転フレ防止手段を好適に使用することができる。パスローラはこのような回転フレ防止手段で径方向の振動幅を５０μｍ以下にすることが可能である。何れにしても、コーティングローラの径方向の振動を１〜５μｍ以下に抑えるだけでなく、フィードローラの径方向の振動幅を３０μｍ以下にすると共に、フィードローラからコーティングローラまでに配置されたパスロールの径方向の振動幅を５０μｍ以下にする対策をとることが重要である。
【００２５】
本発明の請求項６は請求項３〜５の何れか１において、前記フィードローラの回転周速を１００としたときに、前記フィードローラの下流側に位置するコーティングローラを回転周速比が１００．０１〜１０１．０の範囲になるようにドロー制御することを特徴とする。これにより、ウエブ搬送におけるウエブの搬送弛みに由来する搬送送りムラを小さくすることができる。コーティングローラの回転周速比が１００．０１未満ではウエブ弛みを無くすことができない一方、回転周速比が１００．１を超えるとウエブとのローラとの回転摩擦によりウエブに傷が付き易い。最も好ましいコーティングローラの回転周速比は、１００．０３〜１００．１であり、フィルム厚み、張力条件や速度により最適値を求めてドロー設定値を決定する。
【００２６】
本発明の請求項７は請求項６において、前記コーティングローラはテンデンシーローラ構造であると共に、該コーティングローラの回転軸の回転数をローラ本体部の回転周速に換算した値で前記回転周速比を表したときに、該回転周速比が１００．１〜１２０の範囲になるようにドロー制御することを特徴とする。これは、テンデンシーローラ構造のコーティングローラにドローをかけることで、コーティングローラの回転軸は常時スリップした状態で回転しながらローラ本体部がウエブに対してウエブ搬送方向に微小トルクを安定的に付与することができるためである。これにより、搬送されるウエブに常時均一な搬送テンションを付与することができ、弛みを高精度に防止できる。回転周速比が１００．１未満ではウエブ弛みを無くすことができず、回転周速が１２０を超えるとテンデンシローラ構造であってもウエブとのローラ本体部との回転摩擦によりウエブに傷が付き易い。
【００２７】
本発明の請求項８は請求項６又は７において、前記フィードローラ及び前記コーティングローラに用いる多極モータには１回転当たり５万パルス以上の高分解能な検出器を設け、前記検出器の検出結果に基づいて前記多極モータを速度制御又は位置決め制御を行うことを特徴とする。これは、フィードローラやコーティングローラの駆動系をいくらダイレクトドライブにしても、ドロー制御を行う制御系の精度を上げなくてはウエブの搬送送りムラは解消しない。即ち、多極モータに１回転当たり５万パルス以上の高分解能な検出器を設け、検出器の検出結果に基づいて多極モータを速度制御又は位置決め制御をすることで、フィードローラやコーティングローラを高精度に均一回転することができる。更には、コーティングローラを高精度にドロー制御することができる。
【００２８】
本発明の請求項９は請求項３〜８の何れか１において、前記フィードローラ及びコーティングローラの回転軸と前記多極モータの出力軸は高ネジレ剛性のカップリングで接続されていると共に、使用トルクをＣとし、前記カップリングのネジレ剛性をＤとしたときに、Ｃ／Ｄが１×１０−４度以下であることを特徴とする。これは、フィードローラ及びコーティングローラの回転軸を、多極モータに直付けするシャフトレスのダイレクトドライブにすることも可能であるが、フィードローラやコーティングローラのベアリング交換やローラ表面補修などのメンテナンスが行い難いので、カップリングを設けて多極モータから容易に取り外しができることが好ましい。しかし、カップリングのネジレ剛性が低いとウエブの搬送送りムラの原因になる。本発明では、Ｃ／Ｄが１×１０−４度以下であるようにしたので、ウエブの搬送送りムラに影響を与えずにフィードローラ及びコーティングローラを多極モータから容易に取り外すことができる構造を構成できる。Ｃ／Ｄが１×１０−４度以下の条件を満足するカップリングとしては、例えばフォームフレックスカップリングを好ましく使用することができる。また、カップリングがバネとして働くと固有振動数をもち、モータ自体のもっている固有振動数と共振することがあるが、高ネジレ剛性のカップリングの場合にはカップリングからの固有振動数とモータ自体の固有振動数との共振による回転ズレの発生を最小限に小さくすることができるので、カップリングを設けたことによる搬送送りムラを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る塗布方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３０】
図１は、本発明の塗布装置１０の全体構成の一例を示す概要図であり、ウエブに塗布液を１層塗布する場合である。
【００３１】
図１に示すように、塗布装置１０は、主として、ウエブ１２をウエブ搬送ラインに送り出す送出機１４と、ウエブ搬送ラインに送り出されたウエブ搬送の基準ドライブとなるフィードローラとしてのサクションドラム１６と、コーティングローラ１８を備えた塗布機２０と、塗布機２０で塗布された塗布層を乾燥する乾燥器２２と、塗布・乾燥されたウエブを巻き取る巻取機２４とで構成される。符号２３はウエブ搬送ラインを形成するパスローラである。
【００３２】
フィードローラとしては、ウエブ１２を吸引保持搬送するサクションドラム１６又はウエブ１２を駆動ローラと従動ローラとで挟持搬送するニップローラ（図示せず）を好適に使用できるが、本実施の形態ではサクションドラム１６の例で説明する。
【００３３】
塗布機２０として、本実施の形態では薄膜塗布層を高速塗布可能なエクストルージョン型の塗布機の例で説明するが、特に限定するものではなく、ロールコータ、キスコータ、グラビアコータ、スライドビードコータなどの各種の塗布機を使用することができる。エクストルージョン型の塗布機２０は、塗布ヘッド２６とコーティングローラ１８とで構成され、塗布ヘッド２６内のマニホールド２６Ａに供給された塗布液は、マニホールド２６Ａでウエブ幅方向に拡流された後、狭隘なスリット２６Ｂから吐出されてウエブ１２に塗布される。
【００３４】
本発明で使用される塗布液としては、光学補償塗布液、反射防止フィルム塗布液、磁性塗布液、写真感光性塗布液、表面保護、帯電防止或いは滑性用塗布液等が含まれ、塗布液の溶媒としては、例えば、水、各種のハロゲン化炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等を単独あるいは複数混合して使用することができる。
【００３５】
また、本発明で使用されるウエブ１２としては、公知の各種ウエブを使用することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等の公知の各種プラスチックフィルム、紙、紙にポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が２〜１０のαポリオレフィン類を塗布又はラミネートした各種積層紙、アルミニウム、銅、スズ等の金属箔等、帯状ウエブの表面に予備的な加工層を形成させたもの、或いはこれらを積層した各種複合材料が含まれる。
【００３６】
上記したサクションドラム１６とコーティングローラ１８は、図２に示すように、回転軸２８両端が一対の軸受３０、３０に回転自在に支持されると共に、回転軸２８と多極モータ３２の出力軸３４とはカップリング３６を介して連結される。これにより、サクションドラム１６とコーティングローラ１８は、多極モータ３２によりダイレクトドライブされる。また、多極モータ３２には１回転当たり５万パルス以上の高分解能のパルスジェネレータ（回転検出器）３３が設けられ、モータの回転速度或いは回転位置が検出される。多極モータ３２は８極以上（好ましくは１８極以上）のサーボモータ又はインバータモータを好適に使用することができ、多極モータ３２の出力軸３４の最高回転数がウエブ１２の最大搬送速度を上回るように極数が設定されている。
【００３７】
多極モータ３２の選定については以下の手順で行う。
【００３８】
（モータ極数の選定）
（１）  ライン目標能力計画から、設備の最高搬送速度を決定する。
【００３９】
（２）  次に、コーティングローラ１８とサクションドラム１６とのローラ径やドラム径を決定する。
【００４０】
コーティングローラ１８は、塗布ヘッドとのクリアランス精度の維持や、ウエブ１２幅によるローラ長さに絡み、張力や自重等による撓みやロール自体の製作精度・保持力等の要求により、コーティングローラ１８のローラ径が決定される。コーティングローラ１８は、通常、ローラ径がφ１００〜φ３００が用いられることが多い。
【００４１】
サクションドラム１６は、サクションドラム１６を挟んで上流側と下流側の張力差以上の保持力を必要とする。サクション圧及び開口率はウエブ１２の敏感差によりテストで決められ、これにより計算上必要な開口面積が決定されることによりドラム径が決定される。勿論、コーティングローラ１８と同様に、ウエブ１２幅に応じた幅長さによる撓みも考慮にいれて決定する。サクションドラム１６は、通常、ロール径がφ３００〜φ１０００が用いられることが多い。
【００４２】
（モータ極数の決定）
最高搬送速度をＶ（ｍ／分）、ローラ円周又はドラム円周を２πｒ、モータ最高回転数をＮｓ（ｒｐｍ）としたときに、次式を満足するように極数を選定する。
【００４３】
Ｖ（ｍ／分）／２πｒ≦Ｎｓ（ｒｐｍ）
ここで、Ｎｓ＝１２０×（ｆ／Ｐ）、ｆ：周波数、Ｐ：極数（２，４，６，８  ……）
である。
【００４４】
例えば、Ｖ＝１００（ｍ／分）、ローラ又はドラムの径（２ｒ）＝φ３００（ｍｍ）とすると、Ｎｓ≧１０６．２（ｒｐｍ）となり、ｆ＝５０（Ｈｚ）とすると、１０６．２≦１２０×５０／Ｐとなり、極数Ｐ≦５６．５となる。よって、極数は５０極以下を選定する。モータの製作が製作上困難な場合には、５０極よりも少ない３２極等の選定する場合もある。
【００４５】
また、サクションドラム１６は、径方向の振動幅が３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、サクションドラム１６からコーティングローラ１８までのパスローラ２３の径方向の振動幅を５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下であることが好ましく、コーティングローラ１８の径方向の振動幅は従来通り１〜５μｍ以下に抑えることが重要である。サクションドラム１６及びコーティングローラ１８の振動幅を抑えるには、ダイレクトドライブにして、モータとの間に減速機や歯車・ベルトプーリー等の動力伝達部材を介在させないことで振動を顕著に改善できる。この他にも、ドラム径方向或いはロール径方向の振動を小さくするには、ドラム或いはロールの円筒度や真直度の精度向上、軸受の精度向上、更には、フライホイール、油圧フリクション装置等の回転フレ防止手段を好適に使用することができる。従って、パスローラ２３にはこれらの対策を取るとよい。
【００４６】
また、カップリング３６のネジレ剛性は高ネジレ剛性であることが必要であり、使用トルクをＣとし、カップリング３６のネジレ剛性をＤとしたときに、Ｃ／Ｄが１×１０−４度以下であることが好ましい。
【００４７】
ここで使用トルクＣについて述べると、サクションドラム１６又はコーティングローラ１８のウエブ１２をテンションカットする力（保持力）をＴ（Ｎ）とし、サクションドラム１６又はコーティングローラ１８の半径をＲ（ｍ）とした場合、使用トルクＣ（Ｎｍ）＝Ｔ（Ｎ）×Ｒ（ｍ）で求められる。
【００４８】
サクションドラム１６の保持力とは、サクションドラム１６のサクション力が十分にあって滑らないとした場合、サクションドラム１６の上流と下流の張力の差である。また、コーティングローラ１８の保持力とは、コーティングローラ１８はサクションをしていないので、コーティングローラ１８表面の摩擦力、コーティングローラ１８に対するウエブ１２のラップ角度、コーティングローラ１８の径、及び張力によって決定される。
【００４９】
サクションドラム１６の保持力を求めるための張力の測定は、ウエブ搬送ラインに設置されているテンションピックアップ（張力計）又はダンサローラ装置５０（図１参照）のダンサローラ５８に加わる力をバネバカリ等で実測して測定することができる。また、コーティングローラ１８の保持力は、詳細は述べないが、計算で求めるのが一般的である。
【００５０】
ネジレ剛性は、固体の変形しにくさを意味し、通常測定は行わず、設計時のカップリング選定時にカタログ値から判断する。単位はＮ・ｍ／ｒａｄで示される。
【００５１】
また、コーティングローラ１８はテンデンシーローラ構造であることが好ましい。テンデンシーローラ構造のコーティングローラ１８は、図３に示すように、ローラ本体部３８が回転軸２８にベアリング４０を介して回転自在に装着されて構成されており、この回転軸２８がカップリング３６を介して多極モータ３２の出力軸３４に連結されている。従って、多極モータ３２を駆動すると、回転軸２８が回転し、回転軸２８の回転動力がベアリング４０を介してローラ本体部３８に伝達されてローラ本体部３８が回転する。また、ローラ本体部３８に負荷がかかると回転軸２８がスリップする。
【００５２】
乾燥器２２としては、ローラ搬送乾燥方式又はパラレル非接触乾燥方式を好適に使用することができる。ローラ搬送乾燥方式は、図４に示すように、ウエブ１２の水平な走行ラインに沿って複数のパスローラ４２、４２…が配列され、ウエブ１２の塗布膜反対側面がパスローラ４２で支持される。そして、複数の乾燥風供給口４４、４４…から乾燥器２２内に吹き出されて塗布層を乾燥したエアが複数の排気口４６、４６…から排気され、塗布膜が乾燥される。また、パラレル非接触乾燥方式は、図５に示すように、乾燥器２２内に、乾燥風を吹き出すエアヘッダ４８をウエブ１２を挟んだ上方と下方の両方にウエブ１２の搬送ラインに沿って互い違いに配置され、エアヘッダ４８からウエブ１２に向けて乾燥風が吹き出される。これにより、ウエブ１２は乾燥器２２内をサインカーブを描くように非接触走行して塗布膜が乾燥される。
【００５３】
また、図１に示すように、送出機１４とサクションドラム１６との間のウエブ搬送ライン、及び乾燥器２２と巻取機２４との間のウエブ搬送ラインには、ダンサローラ装置５０がそれぞれ設けられる。ダンサローラ装置５０は、固定支持された一対のパスローラ５２、５２の下方に、軸５４を中心に揺動可能なアーム５６の先端部にダンサローラ５８（移動ローラ）が設けられ、ウエブ１２がダンサローラ５８を介して一対のパスローラ５２に掛け渡される。これにより、ウエブ１２の搬送速度変動やテンション変動があると、アーム５６が揺動してダンサローラ５８が上下動することで、変動を吸収する。
【００５４】
次に、ウエブ搬送の制御系について、図１のベクトルインバータ制御方式の例で説明し、多極モータ３２としてインバータモータを使用する。
【００５５】
図１に示すように、送出機１４、巻取機２４、サクションドラム１６及びコーティングローラ１８の各モータは、それぞれのベクトルインバータ６０によって回転速度制御されると共に、コントローラ６２から各ベクトルインバータ６０にウエブ搬送の速度指令が出力される。この速度指令は、送出機１４、巻取機２４、サクションドラム１６のベクトルインバータ６０にはウエブ１２を搬送させる目標速度の速度指令が出力され、コーティングローラ１８のベクトルインバータ６０にはサクションドラム１６に対してドロー制御する速度指令が出力される。このドロー制御は、サクションドラム１６の回転周速を１００としたときに、コーティングローラ１８の回転周速比が１００．０１〜１０１．０になるようにする。
【００５６】
例えば、ウエブ搬送の目標速度が１００ｍ／分の場合、送出機１４はウエブ１２を１００ｍ／分の送り出し速度で送り出し、巻取機２４はウエブ１２を１００ｍ／分の送り出し速度で巻き取る。一方、サクションドラム１６とコーティングローラ１８は、多極モータ３２の回転速度が５万パルス以上の高分解能なパルスジェネレータ３３で検出されてベクトルインバータ６０に送られ、ベクトルインバータ６０は検出されたパルス数とウエブを目標速度（又はドロー制御速度）で搬送するために必要なパルス数との偏差を修正するように多極モータ３２の回転速度を制御する。そして、制御された多極モータ３２の回転がダイレクトドライブでサクションドラム１６又はコーティングローラ１８に伝達される。これにより、サクションドラム１６やコーティングローラ１８を高精度に均一回転することができる。
【００５７】
送出機１４と巻取機２４の駆動系については従来と同様にインバータモータの回転を減速機で減速するようにしてもよく、或いはサクションドラム１６やコーティングローラ１８のように、多極モータ３２でダイレクトドライブするようにしてもよい。
【００５８】
上記の如く構成された本発明は以下の効果を奏することができる。
（１）  従来の塗布装置におけるコーティングローラ１８位置でのウエブ１２の搬送速度ムラは小さい場合でも０．５％を超えて１％程度、大きい場合には５％程度あったが、本発明によれば、コーティングローラ１８位置でのウエブ１２の搬送送りムラを０．５％以下、更には０．１％程度まで低減にすることができる（実施例参照）。従って、塗布液をウエブ１２に湿潤膜厚が２５μｍ以下で薄層塗布する場合であっても塗布層面における段状塗布ムラの発生を顕著に低減できる。（２）  また、本発明によれば、多極モータ３２のダイレクトドライブ方式の駆動系にしたので、広い範囲のウエブ搬送の速度域において、例えば３ｍ／分の低速域から１６０ｍ／分の高速域において、段状塗布ムラのない高品質な塗布層面状の塗布製品の製造が可能になった。従って、本発明は同一の塗布装置で低速域から高速域までの塗布を行うことができる。
【００５９】
これに対し、従来の減速機２や歯車・ベルトプーリー３を有する駆動系の場合には、高速域では搬送送りムラが発生しにくいが、低速域では搬送送りムラが極端に大きくなり、同一の塗布装置で低速塗布と高速塗布を行うと、低速塗布での段状塗布ムラが大きくなって正常な塗布製品を製造できない。
（３）  また、本発明は、減速機２や歯車・ベルトプーリー３がなくなったので、減速機２や歯車・ベルトプーリー３のもつ共振周波数が搬送速度ムラを生じさせることがない。また、減速機２がなくなった分、サクションドラム１６やコーティングローラ１８の駆動系をコンパクトにでき、あいたスペースを有効利用することができると共に、減速機２のメンテナンスが必要なくなる。
（４）  また、本発明では高ネジレ剛性のカップリング３６でサクションドラム１６やコーティングローラ１８の回転軸２８と多極モータ３２の出力軸３４とを連結して搬送送りムラへの影響がでないようにしたので、塗布液の溶媒として有機溶剤系の溶媒を使用する場合には、ダイレクトドライブであっても多極モータ３２を塗布室の外に配置することができる。これにより、防爆用の多極モータ３２も必要なくなるので、設計時のモータ選定が容易になる。更には、仕様の異なるコーティングローラ１８に変更する場合にもカップリング３６により簡単に多極モータ３２から取り外せるので便利である。
【００６０】
尚、上記の制御系は多極モータ３２としてインバータモータを使用してベクトルインバータ制御方式を行うことで説明したが、多極モータ３２としてサーボモータを使用する場合にはパルスジェネレータ３３とサーボコントローラ（図１のベクトルインバータ６０がサーボコントローラになる）によって円周方向を細分化した回転位置の位置決め制御を行うことができる。位置決め制御は１周あたり５万パルスの角度検出器（パルスジェネレータやレゾルバ）で回転位置を検出し、又は更にパルス増幅器により細分化した位置（角度）に位置決めしながら速度制御する方法がある。
【００６１】
また、本発明の実施の態様では、１層塗布の例で説明したが、送出機１４から巻取機２４の間の構成を、複数段設けることにより多層逐次塗布するようにしてもよい。また、本実施の形態では送出機１４と巻取機２４は従来の塗布装置と同様に減速機２を用いたが、送出機１４と巻取機２４についてもダイレクトドライブの駆動方式にしてもよい。
【００６２】
【実施例】
本発明の実施例では、図１の塗布装置を使用し、溶媒としてメチルエチルケトンを使用した光学補償用の塗布液で湿潤膜厚が５μｍの塗布層を塗布した。一方、比較例１では、従来技術で説明した図７（ａ）の駆動系のサクションドラム１６とコーティングローラ１８とを用いた場合であり、その他は実施例と同様である。比較例２は図７（ｂ）の駆動系のサクションドラム１６とコーティングローラ１８とを用いた場合であり、その他は実施例と同様である。
【００６３】
そして、ウエブ搬送速度が３ｍ／分の低速域から１６０ｍ／分の高速域におけるコーティングローラ１８位置での搬送送りムラを調べた。合わせて、コーティングローラ１８位置での搬送送りムラと塗布層面上の段状塗布ムラの発生状況を調べた。尚、塗布機２０でウエブ１２に塗布する塗布液供給量は湿潤膜厚が５μｍになるようにウエブ搬送速度に合わせて調整した。
【００６４】
搬送送りムラは、ロータリーエンコーダ（５０００Ｐ／１回転）の回転軸の表面にゴムを貼り付けた車輪を、ウエブ１２の表面に押し付けてウエブの搬送速度を測定し、測定結果から設定基準速度に対する速度変動分を算出した。
【００６５】
その結果、図６に示すように、本発明の実施例は、ウエブ搬送速度が３ｍ／分の低速域から１６０ｍ／分の高速域に至るまで０．１％程度の搬送送りムラであり、極めて小さな搬送送りムラを達成することができた。
【００６６】
これに対し、比較例１の場合には、ウエブ搬送速度が３０ｍ／分の低速域での搬送送りムラが０．９と極めて大きく、ウエブ搬送速度が６０ｍ／分を超えないと搬送送りムラが０．５％以下にはならない。
【００６７】
また、比較例２は、ウエブ搬送速度が３ｍ／分の低速域での搬送送りムラが１．０と極めて大きく、ウエブ搬送速度が３０ｍ／分において搬送送りムラが０．３％まで急激に低下し、比較例１よりも小さな搬送送りムラが得られる。しかし、ウエブ搬送速度が１６０ｍ／分の高速域でも実施例の搬送送りムラである０．１％にはならなかった。実施例と比較例２とでは特に低速域での搬送送りムラにおいて実施例は優れていることが分かる。
【００６８】
表１はコーティングローラ１８位置での搬送送りムラと塗布層面に発生する段状塗布ムラとの関係である。評価方法は、シャーカステン上に塗布・乾燥されたウエブを置き、偏光板に透過させて、段状塗布ムラの発生状況を目視検査し、△×以上を合格とした。△×は塗布層面にける段状塗布ムラの発生量が光学補償フィルムとして合格なボーダーラインである。
【００６９】
【表１】
2005046656.tif 000003
表１の結果から分かるように、コーティングローラ１８位置での搬送送りムラが０．５％を超えると、段状塗布ムラの評価が不合格になり、光学補償フィルムとして製品規格をオーバーする。従って、コーティングローラ１８位置での搬送送りムラを０．５％以下にすることが、薄層塗布、特に湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布の場合でも塗布層面に段状ムラが発生しないようにするために重要である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の塗布方法及び装置によれば、薄層塗布、特に湿潤膜厚が２５μｍ以下の薄層塗布の場合でも塗布層面に段状ムラが発生しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の１層塗布の例を示す全体構成図
【図２】本発明のフィードローラ及びコーティングローラのダイレクトドライブの駆動系を説明する説明図
【図３】コーティングローラをテンデンシー構造とした場合の説明図
【図４】ローラ搬送乾燥方式の乾燥器を説明する説明図
【図５】パラレル非接触乾燥方式の乾燥器を説明する説明図
【図６】ウエブ搬送速度とコーティングローラ位置での搬送送りムラとの関係を説明する説明図
【図７】フィードローラ及びコーティングローラの従来の駆動系の態様を説明する説明図
【符号の説明】
１０…塗布装置、１２…ウエブ、１４…送出機、１６…サクションドラム、１８…コーティングローラ、２０…塗布機、２２…乾燥器、２４…巻取機、２６…塗布ヘッド、２８…サクションドラム又はコーティングローラの回転軸、３０…軸受、３２…多極モータ、３３…パルスジェネレータ、３４…多極モータの出力軸、３６…カップリング、３８…ローラ本体部、４０…ベアリング、４２…パスローラ、４４…乾燥風供給口、４６…排気口、４８…エアヘッダ、５０…ダンサローラ装置、６０…ベクトルインバータ、６２…コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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